Wpływ kąta skręcenia żeber wewnętrznych na proces wymiany ciepła w rurach obustronnie żebrowanych

1. Wpływ kąta skręcenia żeber wewnętrznychna proces wymiany ciepław rurach obustronnie żebrowanych dr inż. Artur Szajding dr hab. inż. Tadeusz Telejko, prof. AGHdr inż. Marcin Rywotycki dr inż. Monika Kuźnia Wydział Inżynierii Metali i Informatyki PrzemysłowejKatedra Techniki Cieplnej i Ochrony Środowiska XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

2. Rury obustronnie żebrowane z wirowym przepływem medium Rura obustronnie żebrowana Przekrój rury obustronnie żebrowanej XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

3. Obliczenia współczynnika wnikania ciepła po stronie wewnętrznej ruryw oparciu o zależności kryterialne XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

4. Rury przeznaczone do badań Rury wytypowane do badań Geometria rur przeznaczonych do badań XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

5. Stanowisko badawcze Schemat ideowy stanowiska do badań cieplno-przepływowych 1 – komputer rejestrujący pomiar temperatury; 2 – termometr cyfrowy; 3, 8 – miernik różnicy ciśnień; 4, 9 – przetwornik różnicy ciśnień; 5 – termoanemometr; 6 – przetwornik AC/DC; 7 – komputer rejestrujący prędkość powietrza; 10 – rotametr; 11 – zbiornik oleju z zamontowaną grzałką elektryczną; 12 – autotransformator; T1, T2 – punkt pomiaru temperatury oleju; T3, T4 – punkt pomiaru temperatury powietrza; Vpow – punkt pomiaru prędkości powietrza XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

6. Obliczenia współczynnika wnikania ciepła po stronie wewnętrznej ruryw oparciu o wyniki eksperymentu XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

7. Obliczenia współczynnika wnikania ciepła po stronie wewnętrznej ruryw oparciu o wyniki eksperymentu XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

8. Obliczenia współczynnika wnikania ciepła po stronie zewnętrznej ruryw oparciu o zależności kryterialne Nu, Re, Pr- liczby kryterialne Nusselta, Reynoldsa i Prandtla; s- prześwit pomiędzy sąsiednimi żebrami; h- wysokość żebra; gz- średnia grubość żebra XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

9. Wyniki pomiarów i obliczeń Wyniki obliczeń StPr2/3 w funkcji wartości liczby Reynoldsa XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

10. Wyniki pomiarów i obliczeń Wpływ kąta pochylenia linii śrubowej żeber wewnętrznych γ na wartość współczynnika wnikania ciepła od oleju do wewnętrznej powierzchni rury dla różnych temperatur oleju przy Vol = 0,753 m/s Wpływ kąta pochylenia linii śrubowej żeber wewnętrznych γ na wartość współczynnika wnikania ciepła od oleju do wewnętrznej powierzchni rury dla różnych temperatur oleju przy Vol = 0,878 m/s XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

11. Wyniki pomiarów i obliczeń Zależność współczynnika wnikania ciepła od oleju do wewnętrznej powierzchni rury od parametrów przepływu oleju dla różnych kątów skręcenia żeber wewnętrznych XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

12. Wyniki pomiarów i obliczeń Wpływ temperatury oleju oraz kąta pochylenia linii śrubowej żeber wewnętrznych na wartość strumienia ciepła przekazywanego przez rury przy Vpow = 7,28 m/s i Vol = 0,753 m/s Wpływ temperatury oleju oraz kąta pochylenia linii śrubowej żeber wewnętrznych na wartość strumienia ciepła przekazywanego przez rury przy Vpow = 7,28 m/s i Vol = 0,878 m/s XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

13. Wyniki pomiarów i obliczeń Wpływ temperatury oleju oraz kąta pochylenia linii śrubowej żeber wewnętrznych na wartość strumienia ciepła przekazywanego przez rury przy Vpow = 6,60 m/s i Vol = 0,753 m/s Wpływ temperatury oleju oraz kąta pochylenia linii śrubowej żeber wewnętrznych na wartość strumienia ciepła przekazywanego przez rury przy Vpow = 6,60 m/s i Vol = 0,878 m/s XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

14. Wyniki pomiarów i obliczeń Zależność strumienia ciepła przekazywanego przez rurę obustronnie żebrowaną od parametrów przepływu oleju dla różnych kątów skręcenia żeber wewnętrznych XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

15. Wnioski • Kąt skręcenia żeber wewnętrznych ma wpływ na intensyfikację wymiany ciepła w rurach obustronnie żebrowanych. • Zwiększenie kąta skręcenia żeber wewnętrznych powoduje wzrost przekazywanego strumienia ciepła. Zwiększenie tego kąta od 0˚/10cm do 139˚/10cm przy zachowaniu pozostałych parametrów przepływu na niezmienionym poziomie powodował wzrost ilości wymienianego ciepła o ok. 50 – 100%. • Wyniki empiryczne wskazują, że optymalizacja ożebrowania wewnętrznego rur pozwala na zwiększenie mocy wymiennika lub przy zachowaniu jego dotychczasowej mocy, na zmniejszenie ilości rur w wymienniku. Pozwala to na obniżenie zarówno wagi jak i kosztów materiałowych wymiennika. XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

16. Wnioski • Zmiana parametrów przepływu cieczy wewnątrz rury w kierunku rosnących wartości powoduje zwiększenie strumienia ciepła przekazywanego przez rurę obustronnie żebrowaną. • Otrzymane wyniki obliczeń wykonane za pomocą zależności kryterialnych służących wyznaczeniu współczynnika wnikania ciepła po wewnętrznej stronie rury z wewnętrznym spiralnym ożebrowaniem, wykazują znaczące różnice pomiędzy sobą, a rozbieżność wyników obliczeń uniemożliwia wybranie jednej najlepszej zależności służącej do obliczania wymiany ciepła w rurach obustronnie żebrowanych. Stanowi to duży problem w wykorzystaniu tego typu rur w zastosowaniach praktycznych. XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów

17. Dziękuję za uwagę XVIII Konferencja Rynek Ciepła REC 2012, 17–19.10.2012 Nałęczów